Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2. 10 Základní části strojů Kapitola 29 Ložiska a rovinná vedení Ing. Dušan Kabát 30. 9. 2013
Obsah ÚVOD... 3 1 LOŽISKA A ROVINNÁ VEDENÍ... 4 1.1 LOŽISKA... 4 1.1.1 Materiály ložisek... 5 1.2 ROVINNÁ VEDENÍ... 5 1.2.1 Kluzná rovinná vedení... 5 1.2.2 Valivá rovinná vedení... 6 1.3 OTÁZKY KE KAPITOLE... 6 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 7 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 8 2
Úvod Výukový materiál se zabývá teorií ložisek a rovinnými vedeními. Za výkladem jsou k dané problematice zařazeny kontrolní otázky. Ucelený výukový materiál postihuje oblast základních částí strojů a strojních zařízení. Materiál je určen žákům zejména prvních ročníků strojírenských a se strojírenstvím souvisejících oborů ukončených závěrečnou zkouškou, kde je zapotřebí nabýt znalostí o stavbě strojů a jejich základních konstrukčních prvcích. Stejně tak je možné materiál využít u takovýchto oborů ukončených maturitní zkouškou. Lze ho využívat v předmětech zabývajících se základy strojírenství, jako jsou Strojnictví, Části strojů a mechanismy, Strojírenství nebo Stroje a zařízení, v oborech Mechanik opravář motorových vozidel (23-68- H/01), Autotronik (39-41-L/01), Autoelektrikář (26-57-H/01), Karosář (23-55-H/02), Strojník (23-65-H/01), Klempíř (23-55-H/01), Provozní technika (23-43-L/51) apod. 3
1 Ložiska a rovinná vedení 1.1 Ložiska Ložiska jsou strojní součásti, jež mají za úkol plnit ve strojích a zařízeních několik základních funkcí: 1. Slouží k uložení hřídelí, čepů a dalších strojních částí 2. Umožňují přenos rotačního pohybu ve strojích a zařízeních 3. Mají za úkol snižovat tření mezi spojovanými částmi Lze je dělit z hlediska konstrukce a tření na dvě základní skupiny: 1. Ložiska kluzná bez valivých tělísek 2. Ložiska valivá obsahují valivá tělíska Další důležité dělení vychází ze schopnosti ložisek přenášet zatížení v určitém směru. Takto lze rozdělit ložiska na: 1. Axiální zatížené v axiálním směru 2. Radiální zatížené v radiálním směru Obrázek 1: Ložiska a jejich zatížení 4
Axiální ložiska jsou schopny přenášet zatížení pouze ve směru osy ložiska (hřídelového čepu). Radiální ložiska pak zatížení kolmé na tuto osu. U ložisek, která jsou schopna přenášet zatížení v obou směrech, neboli kombinovaně je obvykle jeden směr dominantní. 1.1.1 Materiály ložisek Pro výrobu valivých ložisek se používají legované oceli s vysokou tvrdostí. Pro kluzná ložiska se využívají spíše měkčí materiály. Materiál kluzného ložiska by měl být měkčí než materiál hřídelového čepu, aby se při provozu opotřebovávalo spíše ložisko.(jednodušší a většinou levnější řešení při opravě záměně za nový kus). Jsou to zejména slitiny neželezných kovů, plasty nebo tzv. kompozitní materiály. 1. Oceli pro ložiska legované tvrdými kovy (Cr, Ni, Mn, W, apod.), nejčastěji oceli třídy 14. 2. Slitiny neželezných kovů nejčastěji slitiny mědi (bronzy olověné a cínové) 3. Plasty polyamid, silon, apod. 4. Kompozitní materiály vyrábí se lisováním kovových prášků (slinováním - spékáním). Jsou velmi pórovité. Následně se mohou namáčet do horkého oleje, který vzlíná do pórů. Při provozu se olej uvnitř ložiska zahřeje, zvětší objem a vystoupá na povrch činné plochy ložiska tzv. samomazná ložiska. 5. Ložiskové kompozice jsou určeny právě jen pro kluzná ložiska. Slitiny, jejichž základním kovem je cín nebo olovo a cín. 1.2 Rovinná vedení Jsou to vlastně rovinná ložiska, která mají za úkol umožňovat vzájemný posuvný pohyb strojních součástí a snižovat tření mezi nimi. Můžeme je najít např. u obráběcích strojů, kde umožňují pohyb jejich částí, jako jsou upínací stoly, nástrojové držáky apod. Jejich stykové plochy jsou velmi přesné a s vysokou jakostí povrchu. Z hlediska konstrukce (třecích ploch) a tření je lze dělit na kluzná a valivá. 1.2.1 Kluzná rovinná vedení Jejich konstrukce vychází z konstrukce kluzných ložisek rozvinutých do roviny. Jsou tedy bez valivých tělísek. Jejich stykové, a tedy zároveň třecí plochy jsou poměrně velké, a rychlosti jejich pohybů malé. Proto je nutné snižovat tření hydrostatickým mazáním. U tohoto způsobu mazání se mezi kontaktní plochy rovinných vedení tlačí mazivo podobně jako u hydrostatických kluzných ložisek. Používají se různé tvary stykových ploch např. profilu ve tvaru půlkruhu, rybinovité (obráběcí stroje). Obrázek 2: Kluzné rovinné vedení 5
1.2.2 Valivá rovinná vedení Jejich konstrukce vychází z konstrukce valivých ložisek rozvinutých do roviny. Obsahují tedy valivá tělíska. Jsou to nejčastěji kuličky, méně často válečky. Tato tělíska jsou uložena mezi stykovými plochami v drážkách, kde mají za úkol snižovat tření mezi nimi. Tato vedení nejsou tolik náročná na mazání jako kluzná. Nejčastěji je můžeme najít pro umožnění pohybu matic na pohybových šroubech (např. suporty soustruhů). Obrázek 3: Valivé rovinné vedení 1.3 Otázky ke kapitole 1. Jaké funkce mohou ložiska ve strojích a zařízeních plnit? 2. Jak rozdělujeme ložiska podle konstrukce a tření? 3. Co je to axiální a radiální ložisko? 4. Jaké materiály se používají pro valivá ložiska? 5. Z jakých materiálů se zhotovují ložiska kluzná? 6. Jak získáme samomazné kluzné ložisko? 7. Co jsou to rovinná vedení, a kde je najdeme? 8. Popište kluzné rovinné vedení doplňte obrázkem. 9. Popište valivé rovinné vedení doplňte obrázkem 6
2 Doporučená literatura 1. Leinveber, J., Řasa. J., Vávra. P. Strojnické tabulky. Praha: Scientia spol. s r. o., 2000. ISBN 80-7183-164. 2. Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, 1977. 5425. 3. Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, 1984. 5413. 4. Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, 1995. ISBN 80-85920-01-8. 7
3 Použitá literatura a zdroje 1. Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, 1995. ISBN 80-85920- 01-8. 2. Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, 1984. 5413. 3. Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, 1977. 5425 4. Rybářová, V. 2011. Strojní součásti a spoje. Dostupné z http://uloz.to/xa3mu1nf/strojni-soucasti-a-spoje-pdf. 8